Question

10．實驗室常利用甲醛法測定（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)，其反應(yīng)原理為：4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺[滴定時，1mol（CH₂）₆N₄H⁺相當(dāng)于1mol H⁺]，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸．某興趣小組用甲醛法進行了如下實驗：
步驟Ⅰ稱取樣品1.500g．
步驟Ⅱ?qū)�樣品溶解后，完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容，充分搖勻．
步驟Ⅲ移取25.00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中，加入10mL 20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點．按上述操作方法再重復(fù)2次．
（1）根據(jù)步驟Ⅲ填空：
①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，則測得樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積無影響
（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
③滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察B．
A．滴定管內(nèi)液面的變化
B．錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化
④滴定達到終點時，酚酞指示劑由無色變成淺紅色．
（2）滴定結(jié)果如下表所示：

滴定次數(shù)	待測溶液的體積/mL	標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.03
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	0.20	20.20

若NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.101 0mol/L，則該樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為18.85%．

Answer 1

分析 （1）①滴定管需要要NaOH溶液潤洗，否則會導(dǎo)致溶液濃度偏低，體積偏大；
②錐形瓶內(nèi)是否有水，溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變；
③滴定時眼睛應(yīng)注意注意觀察顏色變化，以確定終點；
④根據(jù)酚酞的變色范圍確定滴定終點時顏色變化；
（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積應(yīng)取三次實驗的平均值，計算出溶液中H⁺的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式可知（CH₂）₆N₄H⁺的物質(zhì)的量，進而確定樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，NaOH溶液被稀釋，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏高，c（H⁺）偏大，測得樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)也將偏高，
故答案為：偏高；
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，雖然水未倒盡，但待測液中的H⁺的物質(zhì)的量不變，則滴定時所需NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液中的氫氧化鈉的物質(zhì)的量就不變，溶液的體積不變，
故答案為：無影響；
③定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)注意觀察顏色變化，確定滴定終點；
故答案為：B；
④待測液為酸性，酚酞應(yīng)為無色，當(dāng)溶液轉(zhuǎn)為堿性時，溶液顏色變?yōu)闇\紅，所以滴定終點時，溶液從無色變?yōu)闇\紅色，30s內(nèi)不褪色；
故答案為：無；淺紅；
（2）三次實驗消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積分別為：20.01mL、19.99mL、20.00mL，均有效，三次實驗的平均值為$\frac{20.01+19.99+20.00}{3}$mL=20.00mL，
根據(jù)題意中性甲醛溶液一定是過量的，而且1.500g 銨鹽經(jīng)溶解后，取了其中$\frac{1}{10}$進行滴定，即0.15g，則溶液中含有H⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺）共0.02L××0.1010mol/L=0.00202mol，根據(jù)4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺，每生成4molH⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺），會消耗NH₄⁺4mol，所以共消耗NH₄⁺0.00202mol，其中含氮元素0.00202mol×14g/mol=0.02828g，所以氮的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.02828}{0.15}$×100%=18.85%．
故答案為：18.85%．

點評 本題考查物質(zhì)的含量的測定，側(cè)重于中和滴定原理的考查，注重于學(xué)生實驗?zāi)芰�、分析能力和計算能力的綜合考查，題目難度中等．